3D-Texturmessungen – Visuelles Verfahren zur Bestimmung der Oberflächeneigenschaften von Strassenbelägen

6. September 2023 Manuel Kunz, Felix Schlatter Akustik & Lärmschutz
#Akustik, #Forschung, #Lärmarme Strassenbeläge, #Messtechnik, #Strassenlärm

Lärmarme Strassenbeläge werden in der Schweiz als effektive Lärmschutzmassnahmen eingesetzt. Um die tatsächliche Wirkung von lärmarmen Strassenbelägen zu ermitteln, setzt G+P zahlreiche Messmethoden ein. Während die häufigsten Messmethoden die Eigenschaften von Strassenbelägen akustisch erfassen (z. B. mit Mikrofonen), können mit Hilfe von 3D-Texturmessungen die visuellen Eigenschaften von Strassenbelägen, welche für die Lärmentstehung relevant sind, gemessen und beurteilt werden. G+P führt seit 2022 solche 3D-Texturmessungen mit einem eigenen Photogrammetrie-Scanner durch.

3D-Texturmessungen – Visuelles Verfahren zur Bestimmung der Oberflächeneigenschaften von Strassenbelägen
3D-Texturmessungen – Visuelles Verfahren zur Bestimmung der Oberflächeneigenschaften von Strassenbelägen

Einsatzbereich von 3D-Texturmessungen

Generell stellt sich die Frage, wie sich die Oberflächentextur eines Strassenbelags auf die Akustik auswirkt und wie sie sich über die Zeit verändert. Um dies zu untersuchen, werden neben den bereits allgemein bekannten CPX-Akustik-Messungen auch 3D-Aufnahmen der Oberflächentextur generiert. Die obige Abbildung zeigt die Resultate von 3D-Texturmessungen von drei unterschiedlichen Strassenoberflächen. Während die Profile des SDA 4 und des AC 8 Belags kleinere Profilunterschiede aufweisen, sind beim Profil des Waschbetons mehrere Kornspitzen sichtbar.

Bestimmung von Texturparametern

Mit Hilfe von 3D-Texturmessungen können verschiedene Texturparameter der Oberflächen von Strassenbelägen erhoben werden, wie z. B. die mittlere Profiltiefe, der Gestalt-Faktor oder die Textur-Wellenlänge. Die Auflösung ist mit über 3.5 Millionen Punkte pro Messung sehr hoch (ca. 100 Punkte pro mm3). Da die Oberfläche dreidimensional erfasst wird, lassen sich zusätzliche Auswertungen wie zum Beispiel das Zählen von Kornausbrüchen und Kornspitzen durchführen. Die Resultate der 3D-Texturmessungen geben Auskunft über die Beschaffenheit der Oberflächentextur und liefern beispielsweise in Kombination mit CPX-Messungen wertvolle Informationen über den akustischen und mechanischen Zustand und Veränderungen von lärmarmen Strassenbelägen. 

Durchführung von 3D-Texturmessungen

Die 3D-Texturmessungen sind mit wenig Aufwand durchführbar. Das Messgerät muss auf einer Höhe von ca. 20-30 cm über dem zu messenden Strassenbelag positioniert werden. Die Messung wird über eine Software per Knopfdruck ausgelöst. Pro Messung wird eine Fläche des Strassenbelags von 120 mm Breite und 75 mm Länge aufgenommen. Bei jeder Messung wird ein 3D-Texturmodell erstellt, welches unmittelbar nach der Messung auf der Software ersichtlich ist (siehe Video oben). Mit einer von G+P konstruierten Messvorrichtung, mit der das Messgerät geschützt vor Sonnenlicht auf der notwendigen Messhöhe fixiert ist, lassen sich die Messungen effizient durchführen, weshalb mehrere Messungen pro Strassenbelag problemlos möglich sind.

Bei Fragen oder Unklarheiten zu unserem 3D-Textur-Messsystem können Sie sich gerne an unser Belagsakustik-Team wenden :-)